袋式脉冲除尘器-袋式脉冲除尘器在有色金属工业烟尘中的应用-泊头市康越环保

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袋式脉冲除尘器在有色金属工业烟尘中的应用

来源:泊头市康越环保 发布时间:2014/7/20 19:10:04
摘要:本文以低压长袋脉冲除尘器的应用实例为基础,阐述了该除尘器在有色金属冶金炉烟尘治理中的应用情况。分析总结了低压长袋脉冲除尘器的使用经验和特点,罗列遇到复杂工况时采取的不同措施。文中还对有色金属冶金炉的除尘系统工艺流程等进行了论述。
    摘要:本文以低压长袋脉冲除尘器的应用实例为基础,阐述了该除尘器在有色金属冶金炉烟尘治理中的应用情况。分析总结了低压长袋脉冲除尘器的使用经验和特点,罗列遇到复杂工况时采取的不同措施。文中还对有色金属冶金炉的除尘系统工艺流程等进行了论述。
1.前言:
    近几年来,我国环保烟尘治理工艺出现重大改进,百花齐放。有色金属工业烟尘的治理更是群芳斗艳,出现良芬不齐的格局。随着<大气污染物综合排放标准修订版>出台,对烟尘排放标准也提高了一个台阶,面对有色金属烟尘的高温度、高浓度、高湿度、高赫度—“四高产物”。袋式除尘器鹤立鸡群,成为当前有色金属工业烟尘治理的主流环保设备是毋庸置疑的。笔者经历了锌、铝、铜、镁、镍、钥、锑、铅、锡等有色金属工业烟尘治理设备的改造或重建,走过了多年的风雨人潮,面对紊乱、冗杂的恶劣工况,总结了一缕琐碎、辛酸的经验愿与同仁一同探讨。因此,本文将以有色金属(锌)工业烟尘治理除尘设备的应用为基础,阐述该除尘设备在有色金属工业烟尘治理中的应用情况。分析总结袋式脉冲除尘设备的使用经验和特点,罗列遇到复杂工况时采取的不同措施。仅供同仁参考。
2.有色金属的现状:
    改革开放以来,我国有色金属工业持续、快速、稳定发展,2002年10大常见有色金属总产量达到1000万吨,位居世界_,主要有色金属产量和占_产量的比例见表1。目前,我国有色金属工业总体具备较强实力,电解铝年产能力达到550万吨;矿铜冶炼年生产能力_过130万吨;矿产锌铅的冶金能力均居世界_位;锡、锑、镁等金属占_一半以上的份额。

表1  2002年主要有色金属产量和占_产_的比列 
┌───┬───┬───┬──┬──┬──┬──┬──┬──┐
│      │铝    │铜    │铅  │锌  │镁  │锑  │锡  │镍  │
├───┼───┼───┼──┼──┼──┼──┼──┼──┤
│产量  │436   │巧8   │129 │211 │23  │12  │7   │5   │
│万吨阵│      │      │    │    │    │    │    │    │
├───┼───┼───┼──┼──┼──┼──┼──┼──┤
│占_│16.8% │10.5% │202%│224%│50% │90% │28% │51% │
│产量  │      │      │    │    │    │    │    │    │
└───┴───┴───┴──┴──┴──┴──┴──┴──┘
 
3.有色金属工业烟尘特点分析及除尘措施:
袋式除尘器-布袋除尘器
布袋除尘器系列
袋式除尘器是我公司主推的产品之一,它是在我公司引进自动化_能的生产设施下生产的,同时在这种生产设备的配套检验设备下质检,能达到质量和性能的双优,袋式除尘器现在收到了广大用户的认可。
单机除尘器-单机布袋除尘器-单机袋式除尘器
单机除尘器系列
单机布袋除尘器一般多是单滤式的(内滤或外滤)单机袋式除尘器,单室除尘器和清灰机构于一体,结构紧凑,体积小,除尘效率高,适应性强,能_近除尘,只需提供电力电源_可以投入使用,因此安装使用方便,广泛用于建材、粮食、烟草、化工、冶金、机械、铸造、煤炭、电力等行业。
脉冲除尘器-脉冲布袋除尘器-脉冲袋式除尘器-脉冲单机除尘器
脉冲除尘器系列
脉冲袋式除尘器是将含尘气体由进气口进入装有若干条除尘布袋的中部箱体,经过除尘滤袋气体得到净化,粉尘被分离在除尘滤袋外表面。净化后的气体经文丘里管进入脉冲除尘器的上部箱体,由排气口排出。
旋风除尘器-旋风收尘器http://www.seraphwu.com/App_Theme/F10TH030S1/ContentImage/TYT_58_85.jpg" />
旋风除尘器系列
旋风除尘器是利用设备的高速运转而达到一种快速清灰的效果,它选用_、耐腐蚀的材料作为整体的构造,旋风收尘器结构简单,易于制造、安装和维护管理,可以为客户节省一大笔的投入。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3.1烟气量的确定。有色冶金铝的种类繁多,_是同一类有色金属炉也因结构的差异而影响实际烟气量,例如冶炼炉的漏风系数、冶炼炉的工作制度等都会改变其实际烟气量。甚至,差之毫厘,谬之千里。
    3.2烟气温度的调节。有色金属炉出口烟气温度高的达1200 °C,低的_80~100°C。为适应收尘设备的要求,高温烟气_进行冷却(有风冷、水冷等),低温要考虑露点问题,必要时还要采用保温、加热或调人热风的方法,以_烟气不结露,防止除尘设备腐蚀或烟尘粘结(特别是袋式除尘器布袋粘结增阻和电除尘器极板粘结瘫痪)。
    3.3烟尘粒径的危害。烟尘粒径是选用收尘流程、确定收尘设备的基础条件。有色冶炼的烟尘粒径分布不均匀,机械尘一般大于10hm,有的甚至小于0.01um。_细烟尘给收尘净化带来了较大困难,对人体的伤害严重。不管是除尘效率高的布袋除尘器、电除尘器,还是淘汰的水浴除尘都不易操作。
    3.4粉尘微型结构。机械尘一般为不规则多棱立方体和片状,挥发尘一般近似球状,纤维状或结晶体。不规则和具有棱角的机械尘、硬度高的烟尘对旋风收尘器、管道和风机的磨损严重。球状烟尘不易放出电荷而易于沉降,故不宜用电收尘器而宜用旋风收尘器。不规则状和纤维状烟尘不易穿透滤布,采用袋式收尘器比较合适。
    3.5烟尘密度分密度和堆积密度。前者随烟尘成分而异,后者与烟尘粒度有关。烟尘密度对沉尘室和旋风收尘器的收尘效率影响很大。堆积密度对烟尘的贮存和再飞扬有较大关系,如烟尘的密度和堆积密度之比大于10,烟尘的二次飞扬将十分严重。
    3.5烟尘的静电特性。由于烟尘经常处激烈的碰撞摩擦或受放射性照射、电晕放电等影响,一般都带有电荷,这种静电特性对烟尘的捕集和清灰都有很大影响。不同烟尘和物料具有不同的带电顺序,当其互相接触时按照各自顺序带电。如袋式收尘器,如果所选滤料与烟尘的带电顺序比较接近,则带电量少。
    3.6烟尘的比电阻是烟尘导电性能的标志,它与烟尘的成分、烟气温度和烟气成分有关,烟尘的比电阻对电收尘器的性能影响极大。电收尘器捕集烟尘的_比电阻为10~10∩cm,如氧化铅、三氧化三砷、氧化锑、氧化铝、硫磺、三氧化硅等的比电阻大于10∩·cm属于高比电阻烟尘,金属粉末、煤粉的比电阻小于10∩·cm属于低比电阻粉尘。比如电石炉烟气比电阻高,不可采用电除尘设备。
    3.7烟尘的润湿性分为亲水和疏水性两类。亲水性烟尘有石灰石、无机氧化物等;疏水性烟尘有木炭,硫、孔雀石、硫化锌、硫化铁、硫化铅等。如对于亲水性烟尘在袋式除尘中_要格外注意滤袋的材质选择。
    3.8烟尘粒度较粗和球状烟尘的润湿性比粒度小和形状不规则的烟尘为好,小于Sam的烟尘悬浮于烟气中,很难被润湿,只有在水和烟尘间有很高的相对速度的条件下,冲破烟尘周围的气膜,烟尘才被水润湿,如文氏管,冲击式收尘器等即起此种作用。由外界因素使多个小粒径烟尘结合成大粒径烟尘,这种持性称烟尘的凝聚性,在高温条件下呈不规则运动的微尘,互相碰撞而凝聚。_声波、电晕电场有促使凝聚的作用,烟尘围绕悬浮的水滴时亦可凝聚,文丘里收尘器即有此种作甩。
    3.9烟尘的粘结性和烟尘的含水、温度、粒度、几何形状、化学成分等有关。烟尘粘结性的强弱可用粘结力表示。从微观上看,粘结力包括分子力、毛细粘结力和静电力,其中毛细粘结力起主导作用。各类烟尘的粘结性按粘结强度分类见下表2。烟尘粘结性强,易使烟道、冷却设备的收尘器内壁粘结而堵塞,降低冷却效率,点收尘器极板和极线上烟尘不易清掉,造成反电晕和电晕闭锁现象,影响收尘效率,袋收尘器滤布上的烟尘_不尽,增加过滤阻力。

表2烟尘粘结性分类
┌──┬─────┬─────┬───────────┐
│分类│粘结性    │粘结强度Pa│烟尘名称              │
├──┼─────┼─────┼───────────┤
│一类│无粘结性  │<60       │干旷渣粉、干石粉、    │
│    │          │          │    干粘土            │
├──┼─────┼─────┼───────────┤
│二类│微粘结性  │60~100    │未燃烧完全的飞灰、    │
│    │          │          │  焦炭粉、干镁粉、    │
│    │          │          │页岩灰、干滑石粉、    │
│    │          │          │  高炉灰、炉料粉      │
├──┼─────┼─────┼───────────┤
│三类│中等粘结性│300~600   │完全燃烧的飞灰、      │
│    │          │          │泥煤粉、湿镁粉、      │
│    │          │          │金属粉、黄铁粉、      │
│    │          │          │氧化锌、氧化铝、      │
│    │          │          │氧化锡、干水泥、      │
│    │          │          │炭黑、干牛奶粉、      │
│    │          │          │      锯末            │
├──┼─────┼─────┼───────────┤
│四类│强粘结性  │>600      │潮湿空气中的水泥、    │
│    │          │          │石膏粉、雪花石膏粉、  │
│    │          │          │  熟料灰、含钠盐、    │
│    │          │          │纤维尘(石棉、棉纤维、 │
│    │          │          │      毛纤维)         │
└──┴─────┴─────┴───────────┘
    3.10烟尘的化学活性。某些粒径小、比表面积大的烟尘,当含有未被氧化的金属、碳、硫化物和元素硫等物质,在烟尘热量不能及时散开而又与空气接触时,常可能引起自燃。如烟化炉炉烟尘,挥发窑烟尘、铅鼓风炉烟尘和铜密闭鼓风炉烟尘等都有自燃的可能,氧化剧烈时可引起爆炸,表3为一些粉尘爆炸的下限浓度数据。针对有爆炸危险系数的烟尘_采用防爆措施(比如安装防爆阀)。
表3部分粉尘爆炸下限浓度
┌────┬──────┬────┬──────┐
│粉尘名称│爆炸下限浓度│粉尘名称│爆炸下限浓度│
│        │    g/m'    │        │    咖J     │
├────┼──────┼────┼──────┤
│铝粉    │3545        │氧化铝粉│40          │
├────┼──────┼────┼──────┤
│锌粉    │500         │煤粉    │35          │
└────┴──────┴────┴──────┘
4.低压长袋脉冲的实例:
    4.1低压长袋脉冲除尘器系统设计特点
    4.1.1外滤式过滤:含尘烟气由人口进人尘气通道,然后折下进人灰斗。当气流撞击导流板,转向收尘器袋室时,粗颗粒靠惯性落人灰斗底部,细粉尘随气流上升,气流通过滤袋时,粉尘即被阻留在滤袋表面。净气通过各滤袋口汇集到净气箱内,经过各室出风蝶阀进人净气排风管道排出。
    4.1.2分室离线清灰:每室滤袋分成数组,每组数条,每套脉冲喷吹组件处理一组滤袋。随过滤过程的不断进行,滤袋外表层积尘逐渐增多,当收尘器阻力升至_值时,系统进人清灰程序。首先.,_室切换蝶阀关闭,脉冲阀打开,压缩空气通过喷吹管向每条滤袋喷射气流,使滤袋产生变形、震动、达到清灰目的;清灰结束后,切换蝶阀再次打开,该室又进人过滤状态。接着_室、第三室……依次进人清灰状态。由于某室清灰时脱离了过滤状态,而其他各室仍处于过滤状态,故清灰和过滤互不干扰。
    4.1.3双排灰阀结构:由于电石炉粉尘中含有大量炭粉颗粒,在有氧条件下将发生燃烧,该系统中设计了中间储灰斗,其进、出口均有排灰阀,确保卸灰口不漏风。
    4.1.4自动化运行:低压长袋脉冲除尘器自动化程度很高,清、卸灰动作均由PLC自动控制执行。另外,当温度_限时会自动报警,防烧袋能力很强。
    4.2应用实例一优美科富虹(湖南)锌业有限公司烟气收尘
    4.2.1工艺分析
    锌粉炉高温废气干法净化有相当难度。主要影响因素是锌粉炉高温含尘废气的烟气、粉尘的性质和成分十分复杂。
    先说废气。温度高达500~6000C,_进行可靠冷却降温;废气中含有原料煤带来的水分,要预防滤袋结露堵塞。废气中含有原料煤挥发分挥发出来的沾勃性很强的煤焦油成分,不仅会私袭堵袋,造成布袋除尘器阻力居高不下,故障频繁,甚至无法排烟。
同时还会戮附于冷却器热交换面金属内壁上造成积灰,导致冷却器冷却能力下降,从而引起后面的布袋除尘器烧袋。废气中还含有so2,其酸腐蚀性也是一个不可忽视的问题。另外,由燃烧故障引起的co浓度过高在除尘系统的应急措施中也应当考虑。
    再说粉尘。与大多数有冶炼过程的有色冶金炉窑在烟气含尘量上有很大不同的是,其它炉窑烟气含尘量都达到10~100G/Nm'甚至更高,比锌粉炉烟气含尘量高出许多倍。锌粉炉烟气含尘浓度很低,平时仅为80~150mg/Nm',炉体漏锌时,才可能达到6000mg/Nm'。增加的粉尘基本上都是Zn0粉尘。锌粉炉废气所含粉尘的主要成分绝大部分为原料煤的灰分所形成的粉煤灰,如SiO2 , Fe2O3 , A12O, CaO等。这些化学组分的较粗粉尘尽管粒径分布不同,除了常规的冲刷、磨损和产生静电外,对布袋除尘器来说危害性都不大。特别需要指出的是PM2.5以下(即粒径≤2.5um的_细粉尘总和,约占废气含尘量的50% )等高温下形成的_细粉尘,对布袋除尘器安全运行有重大危害,_引起高度重视。_细粉尘危害有两方面:
    一是_细粉尘会渗透到滤袋纤维组织内部,使滤袋透气性能下降,通风阻力升高。该问题通常解决办法是选择表面过滤的易清灰滤袋,如采用Teflon(即特氟隆,又叫聚四氟乙稀PTFE)覆膜滤料等,同时加强清灰设计,并选择较低过滤风速(加大设计)。
    二是这种_细粉尘中所含的金属微粉(如_细锌粉等)化学活性非常高,地下烟道漏人的空气中所含的O2会迅速将其氧化,并生成Zn0等金属氧化物_细粉尘。因废气质量远大于这些_细粉尘,其氧化热会很快被废气吸收,基本上无燃烧、爆炸危险。尽管如此,我们在除尘系统设计中仍考虑了事故漏锌状态下应急的防燃、防爆和_火花等措施。广西南丹县某厂锌粉炉爆炸事故值得我们引以为戒。
    锌粉炉烟气、粉尘性质和化学组分详情见用户提供的《技术要求书灰2007年7月9日)和我公司提供的《典型有色冶金冶炼炉烟气粉尘特性分析表》(锌粉炉部分)。
    传统上有色金属冶炼炉除尘设计绝大多数采用旋风除尘器+水喷淋室,或采用旋风除尘器+水膜除尘器,甚至还有采用直接水浴式的。后来又用电除尘器进行烟尘治理。实践证明:电除尘器对有色金属冶炼炉高温含尘废气中的_细粒子捕集能力十分有限,根本无法达到我国工业炉窑烟尘浓度鉴50mg/Nm,的排放标准,更不要说达到欧洲工业炉窑烟尘浓度≤10mg/Nm'的排放标准。用当今的环保除尘技术衡量,以上所列出这些除尘器均属非常落后的低效除尘系统。因而_按新的环保要求,并使用当今__的,能够实现长期、稳定、可靠达标排放的袋式除尘器对传统除尘系统加以改造。这是我国环保科技工作者多年辛勤研究得出的科学结论。

 
 
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